[发明专利]破碎围岩矿体下向进路分层无分段巷道充填采矿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种下向进路分层充填采矿法，尤其涉及一种破碎围岩矿体下向进路分层无分段巷道充填采矿方法。

背景技术

下向进路分层充填采矿法是50年代发展起来的一种全新概念的采矿法，当开采矿岩极不稳固，但价值又很高的矿体时，适合采用此法。当矿体厚度小于20m时，进路沿走向布置；矿体厚度大于20m时，进路垂直走向布置。最初，该方法用于二步骤矿柱回采，现已广泛用于矿岩破碎、开采技术条件十分复杂的难采矿体。

然而，现有技术的下向进路分层充填采矿法存在一些方面的不足和问题，主要表现在以下几个方面：

首先，下向进路分层充填采矿法的采准系统尤为复杂，需要掘进相当数量的巷道以满足生产需求，而对于厚度小于5m的倾斜薄矿体而言，由于其储量本身较少，如果采用原有布置方式，必将导致千吨采切比进一步增大，进而增加生产成本，同时消耗大量人力、物力，不利于矿山经济的可持续发展。

其次，现有技术的下向进路分层充填采矿法只是单纯依靠上覆充填体通过减少暴露空间的方式来降低损失率、贫化率，而对于金属矿破碎围岩矿体巷道支护技术的研究则相对较少。因此，基于破碎围岩倾斜薄矿体这一特有条件，如何改进矿床巷道布置方式，降低矿石贫化率、损失率，保障回采工作面安全生产，是类似金属矿山开采技术应用过程中必须解决的问题。

发明内容

本发明的目的是，针对厚度小于5m的倾斜薄矿体这一特殊条件，提供一种可简化巷道布置，减少巷道掘进成本，降低矿石贫化率、损失率的一种破碎围岩矿体下向进路分层无分段巷道充填采矿方法。

本发明为实现上述目的需要解决的技术问题是，针对厚度小于5m的倾斜薄矿体这一特殊条件，如何通过改进矿床巷道布置方式，以降低矿石贫化率、损失率，保障回采工作面的安全生产的技术问题。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是，一种破碎围岩矿体下向进路分层无分段巷道充填采矿方法，包括以下步骤：

第一步，在布置采准巷道时不设置分层联络道、分段巷道以及脉外斜坡道；将人行通风天井布置在距离矿体中央下盘接触带2m左右处，在下盘中央靠近矿体处分别掘进矿石溜井和溜井联络道，并将上、下相邻的溜井联络道成相互交错方式进行布置；

第二步，采场沿矿体走向布置，分为若干分层，每一分层只布置一条进路，进路宽度即为矿体平均水平厚度；回采的顺序自上而下进行，由中央向两翼同时回采，进路巷道沿矿体走向向下掘进，坡度为4°；

第三步，落矿采用无掏槽微差爆破，随本分层回采工作面推进，在进路巷道内采用锚网索联合支护方式对工作面后方的上下盘围岩进行支护；

第四步，某一分层回采工作结束后，立即对包括本分层切割平巷的采空区进行差别充填，待整个分层充填作业完全结束，充填体达到稳定状态后，再进行下一分层的回采，直至全部采掘工作完成。

上述技术方案直接带来的技术效果是，在现有技术的基础上省略了分层联络道、分段巷道以及脉外斜坡道，从而简化了采准巷道布置，大幅减少了巷道掘进工程量，节省了生产成本。

作为优选，上述回采采用单一巷道进路式，该进路巷道断面为平行四边形。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，采用单一巷道进路式回采，简化了回采工艺；巷道断面布置为平行四边形，在确保安全生产的前提下，降低了进路巷道采掘成本，为后续的凿岩爆破工艺以及充填工艺创造了有利条件。

进一步优选，上述无掏槽微差爆破以顶部预留碎矿垫层和工作面为爆破自由面。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，通过改进爆破工艺，保证了充填体的稳定性。

进一步优选，上述上、下盘围岩进行支护所采用的锚杆或锚索分别采用不尽相同的参数。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，考虑到进路巷道并非对称，且上盘围岩极其破碎，下盘围岩稳固性一般等因素，因而将上、下盘围岩进行支护所采用的锚杆或锚索分别采用不尽相同的参数。

进一步优选，上述差别充填是指，根据嵌固梁理论计算出充填体承载层的厚度，并选择配比为水泥∶粉煤灰∶尾砂∶碎石∶复合早强剂=1∶0.5∶4∶6∶0.035进行承载层充填；选择配比为水泥∶粉煤灰∶黄土∶尾砂∶碎石=1∶0.5∶6∶10∶12；其中，水灰比为11∶25，充填料浆浓度为76%，进行充填层充填。